用於對表面進行滅菌的方法和設備的製作方法
2023-07-23 13:41:21
專利名稱：用於對表面進行滅菌的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用空氣和氣態過氧化氫的混合物對一條消毒注入作業線上的表面進行連續滅菌的方法，其中一股熱空氣流通過一根饋入管被送入至準備予以滅菌的不同表面上。本發明還涉及用於該方法的設備。
使用氣態過氧化氫對包裝材料進行滅菌在本專業內是熟知的。歐洲專利申請第481』361號涉及一種用於對容器進行滅菌的設備，這種設備包括一個作為液態過氧化氫和用於氣化所述過氧化氫的經加熱的空氣源的噴嘴。這種裝置的缺點在於所使用的引導液態過氧化氫的噴嘴往往會被堵塞，而且其次，當液滴需要氣化時很難獲得均勻的霧化和完全的氣化；再有，特定的氣化室常常要求一個高的氣化溫度，因而過氧化氫的分解速率就相對地高了。最後，上述專利申請的設備很是複雜使得維護和清潔工作既困難又費錢。
本發明的目的是克服上述缺點，特別是找出一種方法來，在這種方法中，含水過氧化氫的全部氣化、過氧化氫在氣相的恆定濃度以及過氧化氫的最小分解率都可以獲得保證。
本發明涉及一種用一種空氣和氣態過氧化氫的混合物對表面進行連續滅菌的方法，其中，一股熱空氣流經一根饋入管被輸送至等待滅菌的不同表面上，其中的熱空氣與完全氣化的過氧化氫相混合，所述氣化過氧化氫是通過在多孔管內形成液態過氧化氫薄膜並予以加熱而獲得的，所述多孔管構成熱空氣饋入管的一部分將所述氣化的過氧化氫擴散至熱空氣流中。
本發明的方法利用這樣的事實，即當一層薄的液體薄膜與熱的表面相接觸時，它在蒸發期間的熱和質量傳遞要比上述的根據歐洲專利申請EP481,361中的液滴在熱空氣流中蒸發的技術高出很多。因此，通過使用多孔管，形成一個分布均勻的液態過氧化氫薄膜就得到了保證。
根據本發明，所謂「表面」指的是任何類型的套殼，例如用諸如玻璃、塑料或金屬等任何類型的封裝容器材料製成的封裝容器。
含有大約35％(重量)過氧化氫的水相過氧化氫的正常氣化溫度大約為107℃；過氧化氫的氣化是在110至130℃溫度的加熱設備中完成的。溫度必須足夠的高以保證所有的過氧化氫全部氣化，但是也不能太高以避免所述H2O2的分解；通常，加熱設備的溫度大約在120℃左右。
本發明的方法是連續操作的並且採用了新的氣化方法，過氧化氫的消耗減小了；過氧化氫的濃度是每公升空氣含5至20毫克的過氧化氫。
為了防止氣態過氧化氫的冷凝，將整個設備保持在大約120℃的溫度下。熱空氣流是用一個低壓送風機和一個簡單的熱交換器產生的並且可以容易地使用一個流量計予以監控。
在滅菌步驟之後，根據過氧化氫的濃度，所述過氧化氫的冷凝可能發生；在這種情況下，最好將這些殘餘物除去並用一股溫度大約為120℃的乾燥空氣流掠過滅菌後的表面。
最好是根據本發明可以肯定確保有效的滅菌作用；因此最好能有用以監控溫度、熱空氣流率和氣態混合物中過氧化氫濃度的裝置。熱空氣的流率取決於饋入管的直徑和在作業線上需要予以滅菌的容器的數量；通常每一個容器的空氣速率是20-50l/min。關於過氧化氫的濃度，這是在作業線上使用一個光度計或者一種基於過氧化氫催化分解的熱效應的裝置予以測定的，其中一小部分的過氧化氫流用一個小真空泵抽吸通過測量裝置(光度計或催化劑)。下面將對測定作較詳細的說明。
本發明涉及一種在一條消毒的注入作業線上對容器進行連續滅菌的設備，這種設備包括一根用以饋入熱空氣和氣化過氧化氫的混合物的饋入管和多個噴嘴，通過這些噴嘴所述混合物被送至等待滅菌的表面上，其中的饋入管包括由多孔管形成的節段用以直接將氣態的過氧化氫饋入至熱空氣流中，所述管由一個加熱的裝置所包圍。
如前所述，最好是過氧化氫在與熱空氣混合時已全部被氣化。
多孔管是一個經繞結的金屬管，例如由不鏽鋼製成，它具有的孔徑在20至80微米之間，最好是大約40微米。如果孔的大小低於20微米，則需要用大的泵壓向液態過氧化氫加壓而孔則有被堵塞的危險。與此相反，孔的大小過大又導致不能使所有的過氧化氫全部被氣化的危險。
多孔管的厚度應當仔細選擇以求獲得最佳結果；薄的管則接觸時間不足以促進氣化，管太厚則可能發生太大程度的過氧化氫分解。最佳的厚度是3至4毫米。關於長度，長度必須使過氧化氫足以形成適當的流率並使過氧化氫蒸發，造成在熱空氣流中的足夠濃度。最佳長度為15至30cm。
液態過氧化氫是處於水溶液狀態。其濃度並不是關鍵性的，但最好在5至45％之間，最好大約35％。如前已提過的，最好能防止例如來自過氧化氫的水的蒸汽的可能冷凝；因此將饋入管以蒸汽加熱至大約120℃的溫度。
在可以在超衛生條件下操作的設備的情況，則也有可能將過氧化氫減少至0；與過氧化氫的減少嗜熱孢子相比，滅菌的效率減小至只有植物性細菌，但它必須將饋入管加熱至高至170℃。
在本發明的裝置中，將氣態過氧化氫通過一個饋入進口還是數個進口輸入要取決於機器的容量。熱空氣饋入管的直徑相應地增加。
為測定過氧化氫的濃度，該設備還包括一個光度計或者一種根據過氧化氫催化分解的裝置。
過氧化氫在200nm波長時顯示出一個特有的吸收峰。一個標準的光度計與一個真空泵相結合保證了恆定流量的測試氣體通過測量池。為了使測試氣體保持在露點之上可以使用圓筒形和加熱的測量池。
過氧化氫的催化分解的熱效應可以通過少量催化劑容易地測定。一恆定的小部分氣流通過少量的由一種陶瓷基片材料構成的保持在120℃溫度的催化劑。由於氣態過氧化氫放熱分解成氧和水，在催化劑的進口和出口之間可以測出測試氣體的顯著溫度增加。這一溫度增加與過氧化氫的濃度有著密切地關連。
本發明的設備為H2O2蒸氣提供一個管式的分配系統，系統內沒有任何閥、開孔或其它構件。氣體的正確分配到各單獨的表面由可交換的噴嘴予以確保，噴嘴可以在相應的出口處加以標度以保證在特定的位置所需要的一定氣體數量。
這兩種控制系統對於在操作期間的連續監控過氧化氫氣化的質量以及滅菌的效果是完全適合的。
本發明的實施方案將參照附圖予以說明，附圖中
圖1顯示出本發明設備的示意圖，和圖2顯示出圖1中部分A的橫截面圖。
圖1表示了使用過氧化氫氣化器對封裝物進行滅菌的原理。液態過氧化氫1由一個正排量泵(未顯示)直接饋入至多孔管4上，所述過氧化物是通過蒸汽套3對多孔管加熱而進行氣化的。熱的空氣流2是使用一種常規的低壓系統(未示出)產生的。為了防止氣態過氧化氫和蒸汽冷凝，饋入管10由一個蒸汽套5加熱。準備滅菌的封裝容器9直接安置在相應的噴嘴8之下，噴嘴將熱空氣和氣態過氧化氫的混合物彌散。一個測量裝置6，例如一個光度計被安裝在作業線上以控制作業線上過氧化氫的濃度，主流中一個由流量計19控制的被測量部分通過一個小的直空泵7被吸入穿過所述測量裝置。噴嘴8上也裝配有一個蒸汽套11，因而避免了在整個滅菌設備中發生冷凝的任何危險。
下文中還參照圖2對工作方式予以說明氣化器的蒸汽套3包括兩根同心的管12，13，該同心管由穿過管道14的蒸汽流以120℃的溫度予以加熱。由進口15進入的液態過氧化氫1通過多孔管4而擴散，並在其中經管13的加熱而全部氣化，然後進入饋入管10與到達的熱空氣2相混合。氣化器還包括一個連接部件16，該連接部件對於使所述氣化器被安置在饋入管10內是必需的。一個第二部件20包括一個延伸部分17用以防止液態過氧化氫直接滴入空氣流中。一個連接環21將連接部件16和部件20連在一起。由於蒸汽套5，11的存在，不會有冷凝發生而空氣與過氧化氫的混合物則流經饋入管10到達噴嘴8對容器9進行滅菌，容器然後準備送往乾燥階段(未顯示)，最後置於消毒的注入噴嘴之下。在正常情況下每個容器所需進行滅菌的時間為三秒鐘。
在用多個進口進行工作的設備情況下，延伸部分17就沒有存在的必要了。
實施例圖1-2的設備使用濃度35％的過氧化氫並以一個120℃的蒸汽套工作以對容器(容量200ml)進行滅菌以備消毒的應用。所用過氧化氫在氣態混合物中的濃度為每公升空氣10毫克。
噴嘴8以每分鐘30公升的速度工作以達到對Bac.subtilis，var.globigii菌5D的十進減少，暴露時間為三秒鐘。
權利要求
1.使用一種空氣和氣態過氧化氫的混合物對表面進行連續滅菌的方法，在這個方法中一股熱空氣流經一根饋入管被輸送至等待滅菌的不同表面上，其特徵在於熱空氣與完全氣化的過氧化氫相混合，所述氣化過氧化氫是通過在多孔管內形成液態過氧化氫薄膜並予以加熱而獲得的，所述多孔管構成熱空氣饋入管的一部分將所述氣化的過氧化氫擴散至熱空氣流中。
2.如權利要求1的方法，其特徵在於過氧化氫的氣化是在加熱設備的110至130℃的溫度下，最好是在大約120℃的溫度下，完成的。
3.如權利要求1或2的方法，其特徵在於過氧化氫的濃度是每公升空氣5至20毫克，而熱空氣輸出包括在20-50公升/分鐘之間。
4.如權利要求1至3中任一項的方法，其特徵在於整個體系被保持在大約120℃的溫度下。
5.如權利要求1至4中任一項的方法，其特徵在於過氧化氫的濃度在作業線上由一個光度計或者由一種根據過氧化氫催化分解的熱效應的裝置予以監控，其中一個經測定的小部分混合物被轉移至光度計或催化劑裝置處。
6.一種在一條消毒的注入作業線上對表面進行連續滅菌的設備，該設備包括一根用以饋入熱空氣和氣化過氧化氫的混合物的饋入管和多個噴嘴，通過這些噴嘴所述混合物被送至等待滅菌的表面上，其特徵在於饋入管包括由多孔管形成的節段用以直接將氣態的過氧化氫饋入至熱空氣流中，所述多孔管由一個加熱的裝置所包圍。
7.如權利要求6的設備，其特徵在於所述多孔管的長度必須使過氧化氫足以形成一個適當的流率並使其蒸發。
8.如權利要求6或7的設備，其特徵在於多孔管是燒結的金屬管。
9.如權利要求8的設備，其特徵在於燒結的金屬管具有直徑為20至80微米、最好是大約40微米的孔。
10.如權利要求6至9中任一項的設備，其特徵在於饋入管是用蒸汽加熱的。
11.如權利要求6至10中任一項的設備，其特徵在於它還包括在作業線上的以測定過氧化氫濃度的一個光度計或一種基於過氧化氫催化分解的裝置。
全文摘要
一種在一條消毒的注入作業線上對表面進行連續滅菌的設備，這種設備包括一根用以饋入熱空氣和氣化過氧化氫的混合物的饋入管(10)和多個噴嘴(8)，通過這些噴嘴所述混合物被送至等待滅菌的表面(9)上，其中饋入管(10)包括由多孔管(4)形成的節段用以直接將氣態的過氧化氫(1)饋入至熱空氣流中，所述多孔管(4)由一個加熱的裝置(3)所包圍。
文檔編號A61L2/24GK1146916SQ9610998
公開日1997年4月9日 申請日期1996年8月9日 優先權日1995年8月11日
發明者U·梅茨格, C·施米德 申請人:雀巢製品公司